2023年10月18日下午，現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)博士后學(xué)術(shù)沙龍首場報告會成功舉辦，學(xué)術(shù)沙龍由分子農(nóng)學(xué)系全體黨員博士后組織。本次學(xué)術(shù)沙龍邀請來自現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院何躍輝教授課題組的博士后黃飛作了題為《以管窺豹–淺談生命與熵》 的報告，劉春明教授及來自各學(xué)院多個課題組的博士后和研究生參會。

何躍輝教授課題組前期在篩選擬南芥開花性狀變異突變體過程中發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán)(TCA)過程中的限速酶復(fù)合體KGDH亞基OGDH(OGDH1和OGDH2)突變后植物晚花并且花青素顯著積累，ogdh1ogdh2雙突變體還表現(xiàn)出全基因組水平的組蛋白甲基化水平下降。在真核生物中催化組蛋白去甲基化的酶為JMJ類蛋白，已有研究發(fā)現(xiàn)TCA循環(huán)中間產(chǎn)物 α-酮戊二酸(α-ketoglutarate, α-KG)能夠擴散進入細胞核作為JMJ催化的組蛋白去甲基化反應(yīng)的共底物促進組蛋白去甲基化的完成。而在線粒體內(nèi)，α-KG又作為OGDH的底物被氧化脫羧為琥珀酰輔酶A和CO2,推動TCA的反應(yīng)向下一步進行。因此OGDH除了參與TCA反應(yīng)，可能還參與調(diào)控細胞核內(nèi)的組蛋白甲基化水平影響相關(guān)基因的表達。進一步對ogdh1ogdh2和e2a(KGDH另外一個亞基E2)，代謝組分析發(fā)現(xiàn)ogdh1ogdh2突變體中a-KG水平升高，而e2a中a-KG水平與WT沒有明顯變化。有趣的是ogdh1ogdh2和e2a突變體表現(xiàn)出了相似的特征，如晚花和花青素積累，二者細胞內(nèi)組蛋白的甲基化水平均明顯下降，而且線粒體定位的E2a無法恢復(fù)e2a突變體的表型。何躍輝教授及其團隊的黃飛等人大膽猜測KGDH除了在線粒體中參與TCA反應(yīng)，還能夠定位于細胞核發(fā)揮表觀調(diào)控作用！黃飛通過實驗證實了OGDH，E2和E3能夠定位于細胞核，而且OGDH的核定位依賴于E2a。同時，黃飛發(fā)現(xiàn)KGDH移動到細胞核是受到了光的誘導(dǎo)。

繼證明KGDH能夠定位于細胞核后，黃飛等人又證明了OGDH能夠與JMJ互作并競爭α-KG，抑制JMJs介導(dǎo)的組蛋白去甲基化，改變?nèi)蚪M的基因表達水平，調(diào)控植物的生長發(fā)育。通過表觀組和轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)在ogdh1ogdh2和e2a突變體差異表達的基因中有開花核心調(diào)控基因FLC和花青素生物合成關(guān)鍵基因PAP1，由此解釋了突變體顯著的晚花和花青素積累表型。

黃飛在報告過程中始終強調(diào)擺脫固有思維束縛，敢于挑戰(zhàn)權(quán)威的重要性，即導(dǎo)師何躍輝教授常常教誨他的“jump out of the box”，而他和團隊在完成這項研究過程中也真正做到了這一點，因而取得了豐碩的科研成果。黃飛還就自己在做研究中的體會暢談了一些感悟，即生物適應(yīng)環(huán)境過程中涉及復(fù)雜的分子調(diào)控，好比熵增熵減交錯。盡管宇宙是處于不斷的熵增中，但生命體是逆熵而成的。

劉春明院長對本次學(xué)術(shù)沙龍的組織和舉辦給予了肯定，對黃飛的研究工作表示贊賞，他贊成黃飛分享的觀點：jump out of the box，他寄語在座的參會者要增強創(chuàng)新意識，積極從理論、技術(shù)、主流學(xué)術(shù)觀點等多個方面進行突破創(chuàng)新，同時注重交流借鑒，努力做出新成果，推動科學(xué)技術(shù)發(fā)展，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化做出應(yīng)有的貢獻。

隨后現(xiàn)場參會者爭相向報告人提問，黃飛就他們的疑惑和關(guān)心的問題一一做了清晰的解答。

最后進入沙龍的工作坊階段，黃飛向與會者分享了如何改善自己科研論文寫作中的語法和邏輯問題，并推薦了一些實用的方法和工具，同時也分享了在論文投稿及補充完善實驗過程中的一些經(jīng)驗和心得，為大家在今后的實驗設(shè)計、論文撰寫以及投稿方面增加了知識，帶來了啟發(fā)。

伴隨著熱烈的掌聲，此次學(xué)術(shù)沙龍在輕松愉悅的氛圍中圓滿結(jié)束。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1126/science.adf8822